本發(fā)明屬于輸送帶撕裂檢測技術領域，具體涉及一種輸送帶縱向撕裂檢測裝置及檢測方法。

背景技術：

目前，輸送帶大都采用X射線機靜態(tài)檢測來預測其安全性能及使用壽命，這種檢測儀器雖然直觀，但檢測時必須停止生產，不能實現(xiàn)實時在線檢測。另外，人工操作勞動強度大，效率低，檢測時間長，并且X射線的長時間照射對檢測人員的身體有損害，無法實現(xiàn)輸送帶的全長度測試，從而造成輸送帶的缺陷不能及時發(fā)現(xiàn)。因此如何設計一種簡單可靠、檢測效率高的輸送帶撕裂在線檢測裝置，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種輸送帶縱向撕裂檢測裝置及檢測方法，通過對信號發(fā)射單元和信號接收單元的結構和工作方式進行改進，實現(xiàn)實時檢測輸送帶縱向撕裂情況、并及時發(fā)出報警信號，可以有效降低輸送帶撕裂情況的進一步發(fā)展，對輸送帶起到了很好的保護作用。

本發(fā)明采用的技術方案是：一種輸送帶縱向撕裂檢測裝置,包括設置在輸送帶下層皮帶上下兩側的信號發(fā)射單元、信號接收單元以及配套的計算分析處理單元，所述信號發(fā)射單元包括與同步驅動機構連接的發(fā)射端安裝板以及設置在發(fā)射端安裝板上的X射線管，所述信號接收單元包括與同步驅動機構連接的接收端安裝板以及設置在接收端安裝板上并與X射線管相配套的X射線接收器，所述X射線管和X射線接收器借助同步驅動機構實現(xiàn)同步運動。

進一步：發(fā)射端安裝板和接收端安裝板形狀呈圓盤形、其圓心在皮帶的橫向中線上，X射線管和X射線接收器分別在發(fā)射端安裝板和接收端安裝板上周向均勻分布1至6個。

X射線管和X射線接收器的安裝位置距發(fā)射端安裝板和接收端安裝板圓心的距離R小于皮帶橫向寬度L的一半。

同步驅動機構包括驅動電機、與驅動電機連接的中間同步驅動軸、借助鏈條傳動機構分別與中間同步驅動軸連接的發(fā)射端轉軸和接收端轉軸，所述發(fā)射端安裝板和接收端安裝板分別設置在發(fā)射端轉軸和接收端轉軸上。

發(fā)射端安裝板和接收端安裝板上設有用于X射線管和X射線接收器供電的集電環(huán)。

輸送帶設有起始位置檢測裝置，起始位置檢測裝置連接計算分析處理單元。

同步驅動機構包括驅動電機、與驅動電機連接的中間同步驅動軸、借助錐齒輪傳動機構分別與中間同步驅動軸連接的發(fā)射端滾珠絲杠和接收端滾珠絲杠，所述發(fā)射端安裝板和接收端安裝板分別設置在發(fā)射端滾珠絲杠的發(fā)射端螺母和接收端滾珠絲杠的接收端螺母上。

發(fā)射端滾珠絲杠和接收端滾珠絲杠的有效長度L1小于皮帶橫向寬度L。

輸送帶發(fā)生撕裂或磨損時，輸送帶的撕裂或磨損位置會有裂縫或變薄，因此該位置上穿過的X射線的強度會發(fā)生變化。本發(fā)明就是采用這個原理進行檢測。

由于上述原因，X射線管的工作區(qū)域一定要在輸送帶的范圍內，如果超出該范圍，X射線管和X射線接收器之間沒有介質隔開，會造成X射線接收器收到的信號發(fā)生突變。

在檢測過程中，如果每次檢測到X射線的強度發(fā)生變化就認為存在撕裂，由于存在檢測的錯誤，會造成誤報。為解決這個問題，本發(fā)明中，通過連續(xù)檢測來解決這個問題。

輸送帶的縱向撕裂一般都是呈直線形態(tài)，本發(fā)明采用的方案是，當一個X射線接收器接收到信號突變后，判斷在一定時間內，是否在這一直線位置還檢測到信號突變。具體的方法如下：

一種輸送帶縱向撕裂檢測方法，基于輸送帶縱向撕裂檢測裝置實現(xiàn)，該方法包括以下步驟：

步驟一、X射線管和X射線接收器借助同步驅動機構以旋轉方式的同步運動，X射線管連續(xù)向皮帶發(fā)射X射線，X射線接收器接收穿過皮帶的X射線并測量X射線的信號強度；

步驟二、計算分析處理單元接收X射線接收器的測量信號，當信號強度發(fā)生突變時，標記測量時間；

步驟三、計算分析處理單元判斷X射線接收器是否連續(xù)接收到信號強度發(fā)生突變，如果是，則皮帶存在縱向撕裂情況，計算分析處理單元輸出報警信號。

步驟三中，判斷的方法是依據(jù)信號強度發(fā)生突變的時間間隔：

如果連續(xù)兩次信號強度發(fā)生突變的時間間隔小于或等于，則皮帶存在縱向撕裂情況，計算分析處理單元輸出報警信號；

公式中，n代表X射線接收器的數(shù)量，ω代表接收端安裝板的角速度。

采用本發(fā)明的產生的有益效果：本發(fā)明通過對信號發(fā)射單元和信號接收單元的結構和工作方式進行改進，實現(xiàn)實時檢測輸送帶縱向撕裂情況，并及時發(fā)出報警或停機信號，可以有效降低輸送帶撕裂情況的進一步發(fā)展，對輸送帶起到了很好的保護作用，并且可以減少維修時間、降低企業(yè)的維修成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例一的結構示意圖；

圖2是X射線管在發(fā)射端安裝板分布的示意圖；

圖3是X射線接收器測量穿過皮帶的X射線情況一a狀態(tài)圖；

圖4是X射線接收器測量穿過皮帶的X射線情況一b狀態(tài)圖；

圖5是X射線接收器測量穿過皮帶的X射線情況二a狀態(tài)圖；

圖6是X射線接收器測量穿過皮帶的X射線情況二b狀態(tài)圖；

圖7是本發(fā)明的實施例二的結構示意圖；

圖8是接收端滾珠絲杠、接收端螺母與輸送帶皮帶的位置關系示意圖；

附圖中：1是輸送帶，1-1是滾筒，1-2是皮帶，2是信號發(fā)射單元，2-1是發(fā)射端安裝板，2-2是X射線管，2-3代表集電環(huán)，3是信號接收單元，3-1是接收端安裝板，3-2是X射線接收器，4是同步驅動機構，4-1是驅動電機，4-2是中間同步驅動軸，4-3是發(fā)射端轉軸，4-4是接收端轉軸，4-5是發(fā)射端滾珠絲杠，4-5-1是發(fā)射端螺母，4-6是接收端滾珠絲杠，4-6-1是接收端螺母，箭頭代表運動方向，A代表皮帶的縱向裂縫。

具體實施方式

參看附圖1-8，一種輸送帶縱向撕裂檢測裝置,包括設置在輸送帶1下層皮帶1-2上下兩側的信號發(fā)射單元2、信號接收單元3以及配套的計算分析處理單元，所述信號發(fā)射單元2包括與同步驅動機構4連接的發(fā)射端安裝板2-1以及設置在發(fā)射端安裝板2-1上的X射線管2-2，所述信號接收單元3包括與同步驅動機構4連接的接收端安裝板3-1以及設置在接收端安裝板3-1上并與X射線管2-2相配套的X射線接收器3-2，所述X射線管2-2和X射線接收器3-2借助同步驅動機構4實現(xiàn)同步運動。

參看附圖1-6為本發(fā)明的實施例一，發(fā)射端安裝板2-1設置在輸送帶1中皮帶1-2上、下層之間，接收端安裝板3-1設置在輸送帶1下層皮帶1-2下方；發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1形狀呈圓盤形、其圓心在皮帶1-2的橫向中線上，X射線管2-2和X射線接收器3-2分別在發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1上周向均勻分布1至6個。同步驅動機構4包括驅動電機4-1、與驅動電機4-1連接的中間同步驅動軸4-2、借助鏈條傳動機構分別與中間同步驅動軸4-2連接的發(fā)射端轉軸4-3和接收端轉軸4-4，所述發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1分別設置在發(fā)射端轉軸4-3和接收端轉軸4-4上。發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1上設有用于X射線管2-2和X射線接收器3-2供電的集電環(huán)2-3所述計算分析處理單元中還包括用于檢測輸送帶1中皮帶1-2啟動時初始位置的定位檢測裝置。X射線接收器3-2的輸出端與計算分析處理單元的輸入端連接。X射線管2-2的控制端與計算分析處理單元的輸出端連接。X射線管2-2和X射線接收器3-2借助驅動電機4-1、中間同步驅動軸4-2、發(fā)射端轉軸4-3和接收端轉軸4-4形成的同步驅動機構4實現(xiàn)同步旋轉運動。中間同步驅動軸4-2借助鏈條傳動機構與驅動電機4-1輸出軸連接。

X射線管2-2和X射線接收器3-2的安裝位置距發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1圓心的距離R小于皮帶1-2橫向寬度L的一半。優(yōu)選X射線管2-2和X射線接收器3-2的安裝位置外邊緣距發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1圓心的距離小于皮帶1-2橫向寬度L的一半，這樣X射線管2-2和X射線接收器3-2在旋轉運動時不會發(fā)生轉動到皮帶1-2外部，從而發(fā)生測量信號突變。

輸送帶1設有起始位置檢測裝置，起始位置檢測裝置連接計算分析處理單元。計算分析處理單元檢測到起始位置后，記錄時間，當檢測到縱向撕裂時，根據(jù)檢測到裂縫的時間、檢測到起始位置的時間以及輸送帶的速度，可以計算出撕裂位置距起始位置的長度，方便維修人員維修、節(jié)省維修時間。

一種輸送帶縱向撕裂檢測方法，是基于本發(fā)明的實施例一的輸送帶縱向撕裂檢測裝置實現(xiàn)，該方法包括以下步驟：

步驟一、X射線管2-2和X射線接收器3-2借助同步驅動機構4以旋轉方式的同步運動，X射線管2-2連續(xù)向皮帶1-2發(fā)射X射線，X射線接收器3-2接收穿過皮帶1-2的X射線并測量X射線的信號強度；

步驟二、計算分析處理單元接收X射線接收器3-2的測量信號，當信號強度發(fā)生突變時，標記測量時間；

步驟三、計算分析處理單元判斷X射線接收器3-2是否連續(xù)接收到信號強度發(fā)生突變，如果是，則皮帶1-2存在縱向撕裂情況，計算分析處理單元輸出報警信號。

步驟三中，判斷的方法是依據(jù)信號強度發(fā)生突變的時間間隔：

如果連續(xù)兩次信號強度發(fā)生突變的時間間隔小于或等于，則皮帶1-2存在縱向撕裂情況，計算分析處理單元輸出報警信號；

公式中，n代表X射線接收器3-2的數(shù)量，ω代表接收端安裝板3-1的角速度。

參看附圖3-6，本實施例中X射線管2-2和X射線接收器3-2的數(shù)量為四個，圖3-4中3-2-1、3-2-2分別代表相鄰兩個X射線接收器3-2；圖5-6中3-2-3、3-2-4分別代表兩個不相鄰X射線接收器3-2；參看附圖3-4為X射線接收器3-2-1第一次檢測到強度信號發(fā)生突變和X射線接收器3-2-2第二次檢測到強度信號發(fā)生突變的情況，兩個檢測點位于皮帶1-2同一條縱向線上，因此只需知道X射線接收器3-2-2所轉動的角度和角速度，就可以知道兩次連續(xù)檢測點的間隔時間T，從圖3-4可看出X射線接收器3-2-2轉動角度為X射線接收器3-2-1和X射線接收器3-2-2之間的夾角；因此設X射線接收器3-2的數(shù)量為n，本實施例n=4，接收端安裝板3-1的轉動角速度為ω，得出T與ω、n的關系：。

參看附圖5-6為X射線接收器3-2-3第一次檢測到強度信號發(fā)生突變和X射線接收器3-2-4第二次檢測到強度信號發(fā)生突變的情況，這兩個檢測點位于皮帶1-2同一條縱向線上，因此只需知道X射線接收器3-2-4所轉動的角度和角速度，就可以知道兩次連續(xù)檢測點的間隔時間T，從圖5-6可看出X射線接收器3-2-4轉動角度小于相鄰兩個X射線接收器3-2之間的夾角；因此設X射線接收器3-2的數(shù)量為n，本實施例n=4，接收端安裝板3-1的轉動角速度為ω，得出T與ω、n的關系：。

因此綜合上述兩種情況，計算分析處理單元判斷的方法：只要信號強度發(fā)生突變的時間間隔T小于或等于，就可以判定皮帶1-2存在縱向撕裂情況。

本發(fā)明的實施例一的工作原理，發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1借助驅動電機4-1、中間同步驅動軸4-2、發(fā)射端轉軸4-3和接收端轉軸4-4形成的同步驅動機構4作高速旋轉運動，帶動分別設置在發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1上的X射線管2-2和X射線接收器3-2繞發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1的圓心作同步運動，使X射線管2-2發(fā)射的X射線始終對準配套的X射線接收器3-2；X射線管2-2發(fā)射的X射線穿過皮帶1-2；當X射線接收器3-2接收到的X射線的強度發(fā)生突變，則說明皮帶1-2在這個檢測點存在變薄或裂口情況，因此只有設置在接收端安裝板3-1轉動方向上、并且依次相鄰的兩個X射線接收器3-2在間隔時間連續(xù)檢測到的X射線的強度發(fā)生突變，則說明兩個檢測點位于皮帶1-2同一縱向線上，可以判定皮帶1-2存在縱向撕裂情況；還有若設置在接收端安裝板3-1轉動方向上、并且不相鄰的兩個X射線接收器3-2連續(xù)檢測到X射線的強度發(fā)生突變，其間隔時間小于，也說明兩個檢測點位于皮帶1-2同一縱向線上，可以判定皮帶1-2存在縱向撕裂情況。

另外如果兩個連續(xù)檢測點的間隔時間大于，則不能判定皮帶1-2存在縱向撕裂情況，除了誤判斷的情況，只能說明這兩個檢測點是離散的點、分別位于皮帶1-2上不同的縱向線上；還有兩個連續(xù)檢測點為相鄰的兩個X射線接收器3-2、其間隔時間小于，則不能判定皮帶1-2存在縱向撕裂情況，只能說明這兩個檢測點是離散的點、分別位于皮帶1-2上不同的縱向線上；上述這兩種情況有兩種可能：一是這兩個檢測點是變薄點或小裂口，這種情況對皮帶1-2影響很小可以排除；二是這兩個檢測點分布在皮帶1-2上不同的縱向撕裂線上，這種情況很少發(fā)生可以排除。

參看附圖7-8為本發(fā)明的實施例二，發(fā)射端安裝板2-1設置在輸送帶1中皮帶1-2上、下層之間。接收端安裝板3-1設置在輸送帶1下層皮帶1-2下方；同步驅動機構4包括驅動電機4-1、與驅動電機4-1連接的中間同步驅動軸4-2、借助錐齒輪傳動機構分別與中間同步驅動軸4-2連接的發(fā)射端滾珠絲杠4-5和接收端滾珠絲杠4-6，所述發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1分別設置在發(fā)射端滾珠絲杠4-5的發(fā)射端螺母4-5-1和接收端滾珠絲杠4-6的接收端螺母4-6-1上。發(fā)射端滾珠絲杠4-5和接收端滾珠絲杠4-6的有效長度L1小于皮帶1-2橫向寬度L。X射線管2-2和X射線接收器3-2借助驅動電機4-1、中間同步驅動軸4-2、發(fā)射端滾珠絲杠4-5和接收端滾珠絲杠4-6形成的同步驅動機構4實現(xiàn)直線往復運動。X射線管2-2和X射線接收器3-2借助電源線實現(xiàn)供電。中間同步驅動軸4-2借助鏈條傳動機構與驅動電機4-1輸出軸連接。參看附圖8，L1代表接收端滾珠絲杠4-6有效長度，可以理解為接收端螺母4-6-1在收端滾珠絲杠4-6兩端的中心線之間的距離，X射線接收器3-2安裝位置的中心線與接收端螺母4-6-1的中心線對齊。

本發(fā)明的實施例二的工作原理：發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1借助驅動電機4-1、中間同步驅動軸4-2、發(fā)射端滾珠絲杠4-5和接收端滾珠絲杠4-6形成的同步驅動機構作高速直線往復運動，帶動分別設置在發(fā)射端安裝板2-1和接收端安裝板3-1上的X射線管2-2和X射線接收器3-2沿發(fā)射端滾珠絲杠4-5和接收端滾珠絲杠4-6的方向作同步運動，使X射線管2-2發(fā)射的X射線始終對準配套的X射線接收器3-2；X射線管2-2發(fā)射的X射線穿過皮帶1-2；當X射線接收器3-2接收到的X射線的強度發(fā)生突變，則說明皮帶1-2在這個點存在變薄或裂口情況，因此只有X射線接收器3-2在滿足間隔時間為時、并且連續(xù)兩次檢測到X射線的強度產生突變，則說明兩個檢測點位于皮帶1-2同一縱向線上，可以判定皮帶1-2存在縱向撕裂情況；若X射線接收器3-2連續(xù)兩次檢測到的X射線的強度產生突變的間隔時間T不滿足公式要求，則不能判定皮帶1-2存在縱向撕裂情況，只能說明這兩個檢測點是離散的點、分別位于皮帶1-2上不同的縱向線上。

其中上述間隔時間， L1代表接收端滾珠絲杠4-6有效長度，v代表接收端螺母4-6-1的運動速度， 代表X射線接收器3-2從接收端滾珠絲杠4-6端部運動到第一次檢測點的所需時間。